FR3067978A1 - DEVICE FOR EVALUATING THE DEFORMATION OF A PNEUMATIC ENVELOPE - Google Patents
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Abstract
L'invention porte sur un dispositif d'évaluation de la déformation d'une enveloppe pneumatique comprenant : - une enveloppe pneumatique ayant un axe de rotation, comprenant un sommet et présentant une rigidité radiale ; - lorsque l'enveloppe pneumatique est comprise dans un ensemble monté, l'empreinte au sol de l'enveloppe pneumatique ayant une dimension Ladc selon la direction axiale ; - un dispositif électronique comportant un capteur de flexion ; caractérisé en ce que le capteur de flexion comprend une partie active présentant une dimension principale comprise entre 10% à 80% de la dimension Ladc, en ce que la partie active du capteur se situe au droit du sommet, en ce que la dimension principale de la partie active est orientée selon la direction circonférentielle de l'enveloppe pneumatique et en ce que le capteur de flexion présente une rigidité de flexion plus souple que la rigidité radiale de l'enveloppe pneumatique.The invention relates to a device for evaluating the deformation of a pneumatic casing comprising: a pneumatic casing having an axis of rotation, comprising a vertex and having a radial rigidity; when the pneumatic envelope is comprised in a mounted assembly, the footprint of the tire envelope having a dimension Ladc in the axial direction; an electronic device comprising a bending sensor; characterized in that the flexure sensor comprises an active portion having a major dimension of between 10% to 80% of the Ladc dimension, in that the active portion of the sensor is located at the vertex, in that the main dimension of the active part is oriented in the circumferential direction of the pneumatic envelope and in that the flexural sensor has a bending stiffness more flexible than the radial rigidity of the tire.
Description
- 1 DISPOSITIF D’EVALUATION DE LA DEFORMATION D’UNE ENVELOPPE PNEUMATIQUE- 1 DEVICE FOR EVALUATING THE DEFORMATION OF A PNEUMATIC HOUSING
Domaine de l’invention [0001] La présente invention concerne un dispositif d’évaluation de la déformation d’une enveloppe pneumatique lorsque celle-ci comprise dans un ensemble monté roule sur un sol.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a device for evaluating the deformation of a pneumatic casing when the latter included in a mounted assembly rolls on a ground.
Arrière-plan technologique [0002] Il est primordial de s’intéresser à l’interaction entre l’enveloppe pneumatique et le sol. En effet, l’enveloppe pneumatique est le premier élément du véhicule en contact direct avec le sol. Il intervient de façon prépondérante dans les fonctions de guidage, de freinage et d’adhérence du véhicule. C’est un élément sécuritaire indiscutable du véhicule. Depuis de nombreuses années, des dispositifs électroniques nommés TPMS (acronyme en anglais de Tyre Pressure Monitoring System) ont été introduits au niveau de l’ensemble monté afin de détecter des variations des paramètres d’usage de l’ensemble monté pouvant engendrer un dysfonctionnement du véhicule tels que la pression de gonflage ou la température de la cavité fluide de l’ensemble monté compris entre l’enveloppe pneumatique et la jante de roue. Ces dernières années, des paramètres complémentaires ont été mis sous surveillance via de nouveaux dispositifs électroniques dits capteur TMS (Acronyme en anglais de Tyre Mounted Sensor). Ces nouveaux paramètres s’intéressent à la géométrie même de la zone de contact entre l’enveloppe pneumatique et le sol, l’objectif étant alors d’optimiser les systèmes sécuritaires du véhicule tels que les systèmes anti blocage des roues dits ABS (acronyme en allemand de Antiblockiersystem) ou des systèmes de stabilisation du véhicule ou stabilisateur ESP (acronyme en anglais de Electronic Stability Program).Technological background It is essential to be interested in the interaction between the pneumatic envelope and the ground. In fact, the tire is the first element of the vehicle in direct contact with the ground. It plays a major role in the vehicle's guidance, braking and grip functions. It is an indisputable security element of the vehicle. For many years, electronic devices called TPMS (acronym in English for Tire Pressure Monitoring System) have been introduced at the level of the assembled assembly in order to detect variations in the parameters of use of the assembled assembly which may cause a malfunction of the vehicle such as the inflation pressure or the temperature of the fluid cavity of the mounted assembly between the tire and the wheel rim. In recent years, additional parameters have been put under surveillance via new electronic devices called TMS sensors (Acronym in English of Tire Mounted Sensor). These new parameters are concerned with the geometry of the contact zone between the tire and the ground, the objective then being to optimize the vehicle's safety systems such as the so-called ABS anti-lock systems (acronym in Antiblockiersystem) or vehicle stabilization systems or ESP stabilizer (acronym in English for Electronic Stability Program).
[0003] La mesure, ou l’information utile, de ces capteurs résulte directement de la déformation que subit l’enveloppe pneumatique du fait de son contact avec le sol. En effet, l’enveloppe pneumatique initialement toroïdale va se déformer dans la zone de contact avec le sol appelée aire de contact lorsque le sol est rigide. L’information sur laThe measurement, or useful information, of these sensors results directly from the deformation that the pneumatic envelope undergoes due to its contact with the ground. Indeed, the initially toroidal pneumatic envelope will deform in the area of contact with the ground called the contact area when the ground is rigid. Information on the
-2déformation de l’enveloppe est un indicateur du niveau d’interaction entre l’enveloppe pneumatique et le sol.-2 deformation of the tire is an indicator of the level of interaction between the tire and the ground.
[0004] Parmi les capteurs envisagés, EP3031632A2 emploie un détecteur de mouvement pour identifier indirectement les azimuts circonférentiels du pneumatique correspondant à l’entrée et la sortie de l’aire de contact. Ainsi une évaluation de la longueur de l’aire de contact est effectuée, construite à partir d’une mesure de l’angle entre deux points localisés et disjoints. D’autres capteurs comme les accéléromètres emploient la variation de l’accélération radiale comme indicateur de ce changement de géométrie. L’inconvénient principal de tels capteurs réside dans le caractère ponctuel de la mesure. Ainsi, si le capteur se trouve au droit ou à proximité d’une irrégularité de rigidité, qu’elle soit géométrique comme un nid de poule ou structurelle comme un caillou dans un sol meuble, la mesure effectuée se trouve entachée d’une erreur importante par rapport à une mesure continue. De même cette irrégularité peut se situer au niveau du sol ou au niveau de l’enveloppe pneumatique. En effet, le sommet de l’enveloppe pneumatique comprend une bande de roulement qui peut être constituée d’un enchaînement de creux longitudinaux ou transversaux et de sculptures en saillie rendant fortement hétérogène la rigidité locale de l’enveloppe pneumatique en contact avec le sol. De plus ces systèmes ont un impact sur la rigidité locale de l’enveloppe pneumatique sur lequel ils sont montés perturbant ainsi la déformation vraie de l’enveloppe pneumatique. Enfin une mesure prenant en compte les hétérogénéités transversales de l’enveloppe pneumatique au niveau du sommet rendrait plus fiable le système de mesure.Among the envisaged sensors, EP3031632A2 employs a motion detector to indirectly identify the circumferential azimuths of the tire corresponding to the entry and exit of the contact area. Thus an evaluation of the length of the contact area is carried out, constructed from a measurement of the angle between two localized and disjoint points. Other sensors like accelerometers use the variation in radial acceleration as an indicator of this change in geometry. The main drawback of such sensors lies in the punctual nature of the measurement. Thus, if the sensor is located at or near an irregularity in rigidity, whether geometric like a pothole or structural like a pebble in loose soil, the measurement carried out is vitiated by a significant error compared to continuous measurement. Likewise, this irregularity may be at ground level or at the level of the pneumatic envelope. Indeed, the top of the pneumatic envelope comprises a tread which may consist of a series of longitudinal or transverse hollows and protruding sculptures making the local rigidity of the pneumatic envelope in contact with the ground highly heterogeneous. In addition, these systems have an impact on the local rigidity of the pneumatic casing on which they are mounted, thus disturbing the true deformation of the pneumatic casing. Finally, a measurement taking into account the transverse heterogeneities of the pneumatic envelope at the apex would make the measurement system more reliable.
[0005] L’invention vise à proposer une solution technique permettant d’obtenir une mesure de la déformation de l’enveloppe pneumatique à l’échelle de l’aire de contact lors de son contact avec le sol.The invention aims to propose a technical solution making it possible to obtain a measurement of the deformation of the pneumatic casing on the scale of the contact area during its contact with the ground.
Définitions techniques [0006] Dans ce qui suit, on entend par :Technical definitions In what follows, by:
- « direction axiale », la direction d’avancement de l’enveloppe pneumatique dans le repère fixe,- "axial direction", the direction of advancement of the pneumatic casing in the fixed frame,
- « direction verticale », la direction dans le repère fixe suivant la normale au sol,- "vertical direction" means the direction in the fixed coordinate system following the ground normal,
- 3 - « direction transversale », la direction formant un trièdre direct avec les directions verticale et axiale,- 3 - "transverse direction", the direction forming a direct trihedron with the vertical and axial directions,
- « ensemble monté », dispositif comprenant au moins une enveloppe pneumatique et une roue constituée d’un disque et d’une jante dans un état monté et gonflé,- "assembled assembly", device comprising at least one pneumatic casing and a wheel consisting of a disc and a rim in an assembled and inflated state,
- « direction radiale », la direction du repère tournant lié à l’enveloppe pneumatique s’éloignant de Taxe de rotation de l’enveloppe pneumatique,- "radial direction", the direction of the turning mark linked to the pneumatic envelope moving away from the rotation tax of the pneumatic envelope,
- « direction circonférentielle », la direction du repère tournant formant un trièdre direct avec les directions transversale et radiale,- "circumferential direction" means the direction of the rotating coordinate system forming a direct trihedron with the transverse and radial directions,
- « plan médian de l’enveloppe pneumatique » : plan fictif, perpendiculaire à Taxe de rotation de l’enveloppe pneumatique séparant cette dernière en deux parties équitablement réparties.- "median plane of the pneumatic envelope": fictitious plane, perpendicular to the rotation tax of the pneumatic envelope separating the latter into two equitably distributed parts.
Description de l’invention [0007] L’invention porte premièrement sur un dispositif d’évaluation de la déformation d’une enveloppe pneumatique qui comprend :Description of the invention [0007] The invention relates firstly to a device for evaluating the deformation of a pneumatic envelope which comprises:
- une enveloppe pneumatique ayant un axe de rotation, comprenant un sommet et deux flancs se terminant par deux zones d’accrochage, présentant une rigidité radiale;- a pneumatic casing having an axis of rotation, comprising a top and two sides ending in two attachment zones, having a radial rigidity;
lorsque l’enveloppe pneumatique est comprise dans un ensemble monté en condition nominale d’usage, l’empreinte au sol de l’enveloppe pneumatique ayant une dimension LadC selon la direction axiale etwhen the pneumatic envelope is included in an assembly mounted in nominal usage condition, the footprint of the pneumatic envelope having a dimension L a d C in the axial direction and
- un dispositif électronique comportant un moins un capteur de flexion.- an electronic device comprising at least one bending sensor.
Le dispositif d’évaluation est caractérisé en ce que le capteur de flexion comprend une partie active présentant une dimension principale comprise entre 10% à 80% de la dimension LadC. De plus le dispositif d’évaluation est caractérisé en ce que la partie active du capteur se situe au droit du sommet et en ce que la dimension principale de la partie active est orientée selon la direction circonférentielle de l’enveloppe pneumatique. Enfin le dispositif d’évaluation est caractérisé en ce que le au moins un capteur de flexion présente une rigidité de flexion plus souple que la rigidité radiale kradiai de l’enveloppe pneumatique.The evaluation device is characterized in that the bending sensor comprises an active part having a main dimension between 10% to 80% of the dimension L a d C. In addition, the evaluation device is characterized in that the active part of the sensor is located to the right of the apex and in that the main dimension of the active part is oriented in the circumferential direction of the pneumatic envelope. Finally, the evaluation device is characterized in that the at least one bending sensor has a bending stiffness more flexible than the radial stiffness kradiai of the pneumatic envelope.
-4[0008] On entend ici par le terme « rigidité radiale de l’enveloppe pneumatique », la rigidité de flexion de l’enveloppe pneumatique selon une sollicitation radiale du bloc sommet dans un état monté, gonflé sur une roue rigide.The term “radial rigidity of the pneumatic envelope” is understood here to mean the flexural rigidity of the pneumatic envelope according to a radial stress on the crown block in an assembled state, inflated on a rigid wheel.
[0009] On entend par le terme « condition nominale d’usage », les conditions de charge appliquée et de pression de gonflage selon la norme ETRTO en fonction des dimensions de l’enveloppe pneumatique. Sous ces conditions, avec une roue rigide sur un sol rigide et plan, l’enveloppe pneumatique décrit une surface de contact avec le sol en condition statique appelée aire de contact. La distance axiale maximale est nommée Ladc et la distance transversale maximale est nommée ladc10 [0010] On entend ici par le terme « capteur de flexion » que le capteur délivre un signal proportionnel à la flexion moyenne appliquée suivant sa direction principale. Le fait que l’on définit une partie active de ce capteur de flexion ayant une certaine dimension, on évalue, à chaque mesure, la flexion moyenne de la partie active du capteur de flexion.The term "nominal use condition" means the conditions of applied load and inflation pressure according to the ETRTO standard as a function of the dimensions of the pneumatic envelope. Under these conditions, with a rigid wheel on rigid and flat ground, the pneumatic casing describes a surface for contact with the ground in static condition called the contact area. The maximum axial distance is called L a dc and the maximum transverse distance is called l a dc10 The term “bending sensor” is understood here to mean that the sensor delivers a signal proportional to the average bending applied along its main direction. The fact that an active part of this bending sensor having a certain dimension is defined, each mean measurement is evaluated of the average bending of the active part of the bending sensor.
[0011] Ce type de dispositif répond à la problématique technique puisqu’il permet d’identifier le changement global de courbure qui se passera au niveau d’un secteur angulaire de l’enveloppe pneumatique entre les instants où ce secteur angulaire se situe entièrement dans l’aire de contact ou totalement en dehors de l’aire de contact. Ce dispositif cherche juste à identifier la flexion résultante d’une section angulaire correspondant à une longueur entre 10 et 80% de la LadC de l’enveloppe pneumatique équipée du capteur entre un premier état en contact avec le sol et un second état en dehors du contact avec le sol. En effet, lors de la traversée de l’aire de contact, le capteur sera, par exemple, sur sol rigide comme une surface asphaltée, sous une forme plane qui est différente de la forme courbée lorsque le capteur est totalement hors de l’aire de contact. Enfin, le capteur est plus souple que la rigidité radiale de l’enveloppe pneumatique en condition d’usage. Ainsi, le capteur ne modifie pas trop la déformabilité de l’enveloppe pneumatique et par voie de conséquence la géométrie de l’aire de contact.This type of device responds to the technical problem since it makes it possible to identify the overall change in curvature that will take place at an angular sector of the pneumatic envelope between the times when this angular sector is entirely in the contact area or completely outside the contact area. This device just seeks to identify the bending resulting from an angular section corresponding to a length between 10 and 80% of the L a d C of the pneumatic casing equipped with the sensor between a first state in contact with the ground and a second state apart from contact with the ground. Indeed, when crossing the contact area, the sensor will, for example, on rigid ground like an asphalt surface, in a flat shape which is different from the curved shape when the sensor is completely outside the area of contact. Finally, the sensor is more flexible than the radial rigidity of the pneumatic casing under conditions of use. Thus, the sensor does not modify the deformability of the pneumatic envelope too much and, consequently, the geometry of the contact area.
[0012] De façon préférentielle, le au moins un capteur de flexion est sensible pour des flexions comprises entre 0 et 60 degrés.Preferably, the at least one bending sensor is sensitive for bending between 0 and 60 degrees.
- 5 [0013] En raison de la dimension de la partie active du capteur de flexion et de la courbure conventionnelle d’une enveloppe pneumatique, une réponse précise du capteur est souhaitée pour des angles de courbure compris entre 0 et 60 degrés qui seront la gamme angulaire à mesurer en condition d’usage sur une enveloppe pneumatique.Due to the size of the active part of the bending sensor and the conventional curvature of a pneumatic casing, a precise response from the sensor is desired for angles of curvature between 0 and 60 degrees which will be the angular range to be measured in use condition on a pneumatic enclosure.
[0014] Selon un mode de réalisation avantageux, dans lequel l’empreinte au sol de l’enveloppe pneumatique comprise dans un ensemble monté dans des conditions nominale d’usage présentant une dimension ladC selon la direction transversale, le dispositif électronique présente une zone de mesure qui s’étend transversalement sur une distance comprise entre 10 et 80% de la dimension ladC de l’aire de contact.According to an advantageous embodiment, in which the footprint of the pneumatic envelope included in an assembly mounted under nominal conditions of use having a dimension l a d C in the transverse direction, the electronic device has a measurement zone which extends transversely over a distance of between 10 and 80% of the dimension l a d C of the contact area.
[0015] Ainsi, on évalue complètement la déformabilité de l’enveloppe pneumatique selon la direction axiale et prenant en compte la diversité selon la direction transversale. Cela permet d’une part de prendre en compte des irrégularités ponctuelles du sol sur une grande partie de la surface de l’aire de contact. Ainsi, une irrégularité de rigidité dans le sol, comme par exemple un caillou dans un sol meuble, sera moyennée sur le signal final. Cela améliore la qualité du signal du capteur en le rendant moins dépendant de ces irrégularités ponctuelles. De ce fait l’extension transversale de la zone de mesure du dispositif électronique permet de pallier ces difficultés. Cette extension peut se faire d’une part à l’aide d’un unique capteur ayant une surface bidimensionnelle ou d’autre part à l’aide de plusieurs capteurs linéiques positionnés transversalement les uns à côté des autres.Thus, the deformability of the tire is completely evaluated in the axial direction and taking into account the diversity in the transverse direction. This allows on the one hand to take into account specific irregularities of the ground over a large part of the surface of the contact area. Thus, an irregularity in rigidity in the ground, such as for example a pebble in loose soil, will be averaged over the final signal. This improves the quality of the sensor signal by making it less dependent on these point irregularities. Therefore the transverse extension of the measurement area of the electronic device overcomes these difficulties. This extension can be done on the one hand using a single sensor having a two-dimensional surface or on the other hand using several linear sensors positioned transversely next to each other.
[0016] Préférentiellement la partie active du au moins un capteur de flexion se présentant sur une forme surfacique, la forme surfacique est comprise dans le groupe comprenant carré, rectangulaire, parallélogramme, oblongue, circulaire, ovale et elliptique.Preferably the active part of the at least one bending sensor having a surface shape, the surface shape is included in the group comprising square, rectangular, parallelogram, oblong, circular, oval and elliptical.
[0017] Ces formes particulières permettent à la fois de disposer de capteur de forme linéique ou surfacique. De plus, ces formes permettent de s’adapter aux spécificités géométriques de la bande de roulement du sommet de l’enveloppe pneumatique.These particular forms allow both to have a linear or surface shape sensor. In addition, these shapes make it possible to adapt to the geometrical specificities of the tread at the top of the tire.
[0018] Selon un mode de réalisation préférentielle, la partie active du au moins un capteur de flexion se situe au droit d’une zone du sommet de l’enveloppe pneumatique homogène en matière de rigidité radiale.According to a preferred embodiment, the active part of the at least one bending sensor is located at the level of an area of the top of the homogeneous pneumatic envelope in terms of radial rigidity.
-6[0019] Afin d’améliorer la qualité des mesures de courbure, il est préférable que la partie active du capteur soit positionnée au droit d’une zone homogène de la bande de roulement. Ainsi, seules les informations en provenance de la nature du sol seront visibles par le capteur de flexion. La mesure est ainsi de meilleure qualité et l’exploitation est immédiate.-6 In order to improve the quality of the curvature measurements, it is preferable that the active part of the sensor is positioned in line with a homogeneous area of the tread. Thus, only the information coming from the nature of the ground will be visible by the bending sensor. The measurement is therefore of better quality and operation is immediate.
[0020] Selon un mode de réalisation très préférentielle, la partie active du au moins un capteur de flexion se situe au droit d’un élément de sculpture d’une bande de roulement du sommet de l’enveloppe pneumatique [0021] Afin d’augmenter le rapport signal/bruit du capteur, il est préférable de positionner ce dernier au droit d’un élément de sculpture qui sera lui en contact direct avec le sol. Ainsi, la déformation de l’enveloppe pneumatique générée par le sol est maximale au droit de cet élément.According to a very preferred embodiment, the active part of the at least one bending sensor is located at the level of a tread tread tread element from the top of the pneumatic casing [0021] In order to increase the signal / noise ratio of the sensor, it is preferable to position the latter in line with a sculpture element which will be in direct contact with the ground. Thus, the deformation of the pneumatic envelope generated by the ground is maximum at the level of this element.
[0022] Préférentiellement, la partie active du au moins un capteur de flexion est centrée transversalement par rapport au sommet de l’enveloppe pneumatique.Preferably, the active part of the at least one bending sensor is centered transversely relative to the top of the pneumatic envelope.
[0023] De même afin d’optimiser le signal perçu par le capteur, il convient de le positionner selon la direction transversale au centre du sommet de l’enveloppe pneumatique. En effet, c’est à cet endroit que la déformation de l’enveloppe pneumatique est maximale en condition de roulage en ligne droite qui est la condition de roulage la plus probable.Likewise, in order to optimize the signal perceived by the sensor, it should be positioned in the transverse direction at the center of the top of the pneumatic envelope. Indeed, it is at this point that the deformation of the tire is maximum in a straight-line driving condition, which is the most likely rolling condition.
[0024] Selon un autre mode de réalisation, le dispositif électronique est situé radialement intérieurement au sommet de l’enveloppe pneumatique.According to another embodiment, the electronic device is located radially internally at the top of the pneumatic envelope.
[0025] Dans cette configuration au moins une partie du dispositif électronique est positionnée à l’intérieur de l’enveloppe pneumatique. De ce fait, la mise en place d’au moins une partie du dispositif peut se faire après la fabrication de l’enveloppe pneumatique ce qui rend l’opération moins délicate pour les composants du dispositif électronique. De plus, en cas d’incident sur le dispositif électronique, il est toujours possible d’intervenir sans détruire l’enveloppe pneumatique ce qui est appréciable. Enfin, lorsque l’enveloppe pneumatique sera en fin de vie, il sera aussi aisé de retirer le au moins une partie du dispositif électronique pour le réutiliser sur une autre enveloppe pneumatique.In this configuration at least part of the electronic device is positioned inside the pneumatic envelope. Therefore, the installation of at least part of the device can be done after the manufacture of the pneumatic envelope which makes the operation less delicate for the components of the electronic device. In addition, in the event of an incident on the electronic device, it is always possible to intervene without destroying the pneumatic envelope, which is appreciable. Finally, when the pneumatic envelope is at the end of its life, it will also be easy to remove the at least part of the electronic device for reuse on another pneumatic envelope.
-7 [0026] Selon un autre mode de réalisation préférentielle, la partie active du au moins un capteur de flexion présente une surface externe en liaison avec la surface radialement intérieure du sommet de l’enveloppe pneumatique.According to another preferred embodiment, the active part of the at least one bending sensor has an external surface in connection with the radially internal surface of the top of the pneumatic envelope.
[0027] C’est un cas particulier où le capteur de flexion est situé en dehors de l’enveloppe pneumatique. Afin que le capteur donne une information la plus fiable possible de la déformation de l’enveloppe pneumatique, il est préférable que la partie active de ce capteur soit intimement liée à la surface intérieure du bloc sommet. Pour cela, des moyens standards d’adhésion spécifique à l’adhésion sur le caoutchouc seront employés et selon la nature de la surface externe de la partie active. Ainsi, le dispositif électronique complet est généralement situé en dehors de la structure de l’enveloppe pneumatique permettant de réaliser sa mise en place complète après la fabrication de l’enveloppe pneumatique.This is a special case where the bending sensor is located outside the pneumatic envelope. In order for the sensor to give the most reliable information possible about the deformation of the pneumatic envelope, it is preferable that the active part of this sensor is intimately linked to the interior surface of the crown block. For this, standard adhesion means specific to adhesion to rubber will be used and depending on the nature of the external surface of the active part. Thus, the complete electronic device is generally located outside of the structure of the pneumatic casing, making it possible to completely install it after the manufacture of the pneumatic casing.
[0028] Selon un mode de réalisation préférentielle, le au moins un capteur de flexion est un capteur passif et résistif.According to a preferred embodiment, the at least one bending sensor is a passive and resistive sensor.
[0029] Ce type de capteur permet d’obtenir la courbure moyenne de l’enveloppe pneumatique sur un secteur angulaire conséquent de façon plutôt linéique bien qu’il soit possible de multiplier les capteurs pour couvrir transversalement Taire de contact. La déformation de l’enveloppe pneumatique engendre la flexion du capteur ce qui entraîne une variation de la résistance du capteur. Cette variation de l’impédance du capteur est proportionnelle au niveau de flexion de l’enveloppe pneumatique.This type of sensor makes it possible to obtain the average curvature of the pneumatic envelope over a substantial angular sector in a rather linear fashion although it is possible to multiply the sensors to cover the contact area transversely. The deformation of the tire casing causes the sensor to flex, which causes the sensor resistance to vary. This variation in the sensor impedance is proportional to the level of bending of the tire.
[0030] Selon un autre mode de réalisation préférentielle le au moins un capteur de flexion est un capteur actif et piézoélectrique.According to another preferred embodiment, the at least one bending sensor is an active and piezoelectric sensor.
[0031] C’est un autre type de capteur qui est sensible à la flexion de l’enveloppe pneumatique qui est bien adapté pour des parties actives de forme surfacique. Le signal émis par le capteur, dans ce cas une variation de charge, est proportionnel à la courbure de la partie active du capteur.It is another type of sensor which is sensitive to the bending of the pneumatic envelope which is well suited for active parts of surface shape. The signal emitted by the sensor, in this case a charge variation, is proportional to the curvature of the active part of the sensor.
[0032] Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif électronique comprend au moins un capteur de mesure des paramètres de l’ensemble monté compris dans le groupe comprenant capteur de température, capteur de pression et accéléromètre.According to a particular embodiment, the electronic device comprises at least one sensor for measuring the parameters of the mounted assembly included in the group comprising temperature sensor, pressure sensor and accelerometer.
- 8 [0033] Il est tout à fait possible de coupler le capteur de flexion avec d’autres capteurs de mesure. En particulier des capteurs similaires aux dispositifs électroniques de surveillance des paramètres de Taire de contact comme un capteur de température ou un capteur de pression. Ces mesures des paramètres d’usage d’un ensemble monté couplées à la mesure de déformation de l’enveloppe pneumatique permettent d’accéder à des informations complémentaires de l’ensemble monté afin de détecter une crevaison ou une surcharge appliquée à l’ensemble monté. Enfin, le positionnement du dispositif électronique sur le bloc sommet est un lieu privilégié pour associer le dispositif électronique à des capteurs accélérométriques.- 8 [0033] It is entirely possible to couple the bending sensor with other measurement sensors. In particular, sensors similar to electronic devices for monitoring contact area parameters, such as a temperature sensor or a pressure sensor. These measurements of the parameters of use of an assembled assembly coupled with the measurement of deformation of the pneumatic envelope make it possible to access additional information of the assembled assembly in order to detect a puncture or an overload applied to the assembled assembly. . Finally, the positioning of the electronic device on the top block is a privileged place to associate the electronic device with accelerometric sensors.
[0034] Selon un autre mode de réalisation particulier, le dispositif électronique comprend au moins un dispositif émetteur radiofréquence.According to another particular embodiment, the electronic device comprises at least one radiofrequency transmitter device.
[0035] Si le dispositif électronique a pour objectif initial de mesurer la déformation de l’enveloppe pneumatique, il faut aussi transmettre cette information vers d’autres dispositifs sécuritaires de l’ensemble monté. Ces dispositifs sécuritaires se situent soit dans l’ensemble monté tels que les TPMS ou TMS ou soit sur le véhicule. Par conséquent ce dispositif émetteur radiofréquence comprend un module récepteur et son antenne adaptée qui fonctionnent sur les fréquences radiofréquences libres de type UHF (acronyme d’Ultra Hautes Fréquences) pour la transmission des données et BF (acronyme de Basses Fréquences) pour le réveil des dispositifs sécuritaires.If the electronic device has the initial objective of measuring the deformation of the tire, it is also necessary to transmit this information to other safety devices of the mounted assembly. These safety devices are located either in the assembled assembly such as TPMS or TMS or on the vehicle. Consequently, this radiofrequency transmitter device includes a receiver module and its adapted antenna which operate on free radio frequency frequencies of the UHF (acronym for Ultra High Frequencies) type for data transmission and BF (acronym for Low Frequencies) for waking up the devices. safe.
[0036] Selon un second mode de réalisation particulier, le dispositif électronique comprend au moins un dispositif récepteur radiofréquence.According to a second particular embodiment, the electronic device comprises at least one radiofrequency receiver device.
[0037] Une autre configuration est celle ou le dispositif électronique est équipé d’un dispositif récepteur radiofréquence. Dans ce cas, le dispositif électronique reçoit des informations complémentaires soit de la part des dispositifs sécuritaires de type TPMS ou TMS soit de dispositifs interrogateurs provenant du véhicule ou des passagers pour effectuer une tâche comme le réveil du dispositif électronique, le stockage de mesures ou la transmission d’un bloc de mesures.Another configuration is that where the electronic device is equipped with a radiofrequency receiver device. In this case, the electronic device receives additional information either from security devices of the TPMS or TMS type or from interrogation devices originating from the vehicle or from the passengers to perform a task such as waking up the electronic device, storing measurements or transmission of a measurement block.
-9Description brève des dessins [0038] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux figures annexées dans lesquelles les mêmes numéros de référence désignent partout des parties identiques et dans lesquelles :BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the appended figures in which the same reference numbers designate identical parts everywhere. and in which:
• La figure 1 présente une vue en coupe radiale et en perspective d’une enveloppe pneumatique faisant partie du dispositif d’évaluation de la déformation d’une enveloppe pneumatique.FIG. 1 presents a view in radial section and in perspective of a pneumatic envelope forming part of the device for evaluating the deformation of a pneumatic envelope.
· Les figures 2a, 2b, 2c représentent des vues en coupe méridienne de dispositif d’évaluation d’une enveloppe pneumatique dont l’implantation du dispositif électronique évolue radialement.FIGS. 2a, 2b, 2c show views in meridian section of a device for evaluating a pneumatic envelope, the layout of the electronic device of which changes radially.
• Les figures 3a, 3b et 3c présentent des vues en coupe radiale d’un dispositif d’évaluation de la déformation d’une enveloppe pneumatique dont l’implantation du dispositif électronique évolue transversalement.• Figures 3a, 3b and 3c show views in radial section of a device for evaluating the deformation of a pneumatic tire, the layout of the electronic device of which changes transversely.
• La figure 4 présente une vue en perspective d’un dispositif d’évaluation de la déformation d’une enveloppe pneumatique comprenant un capteur de flexion de type piézoélectrique.• Figure 4 shows a perspective view of a device for evaluating the deformation of a pneumatic envelope comprising a piezoelectric type bending sensor.
• La figure 5 montre la réponse de capteurs de flexion suivant diverses positions d’implantation et selon des niveaux de déformabilité différente de l’enveloppe pneumatique.FIG. 5 shows the response of bending sensors according to various implantation positions and according to different levels of deformability of the pneumatic envelope.
Description détaillée de modes de réalisation [0039] Sur la figure 1, on distingue un dispositif d’évaluation 1 de la déformation 25 d’une enveloppe pneumatique comprenant une enveloppe pneumatique 10 et une roueDetailed description of embodiments In FIG. 1, there is a device 1 for evaluating the deformation 25 of a pneumatic tire comprising a pneumatic tire 10 and a wheel
12. Il comprend aussi un dispositif électronique situé à l’intérieur de l’enveloppe pneumatique 10 non représenté sur cette figure. L’ensemble monté est équipé d’un premier repère fixe. L’origine du repère est le centre de l’enveloppe pneumatique 10 défini par l’intersection de l’axe de rotation 11 de l’enveloppe pneumatique 10 et du plan médian 13 de l’enveloppe pneumatique 10. L’axe axial nommé X est suivant la12. It also includes an electronic device located inside the pneumatic envelope 10 not shown in this figure. The assembled assembly is equipped with a first fixed mark. The origin of the reference is the center of the pneumatic envelope 10 defined by the intersection of the axis of rotation 11 of the pneumatic envelope 10 and the median plane 13 of the pneumatic envelope 10. The axial axis named X is according to the
- 10direction de déplacement de l’enveloppe pneumatique 10 au sol en condition de roulage en ligne droite. L’axe vertical nommé Z est suivant la normale au sol. Enfin l’axe transversal Y est dirigé suivant l’axe de rotation 11 de l’enveloppe pneumatique 10 en condition de roulage en ligne droite. Le second repère associé à l’enveloppe pneumatique 10 est un repère tournant. L’origine du repère et l’axe transversal Y sont identiques à ceux du repère fixe. Mais il est pourvu d’un axe radial nommé R s’éloignant radialement de l’axe de rotation 11 et d’un axe circonférentiel nommé T formant un trièdre direct avec l’axe transversal Y et l’axe radial R.- 10 direction of movement of the pneumatic casing 10 on the ground in a straight line driving condition. The vertical axis named Z is along the ground normal. Finally, the transverse axis Y is directed along the axis of rotation 11 of the pneumatic casing 10 in running condition in a straight line. The second mark associated with the pneumatic envelope 10 is a rotating mark. The origin of the coordinate system and the transverse axis Y are identical to those of the fixed coordinate system. But it is provided with a radial axis named R moving away radially from the axis of rotation 11 and with a circumferential axis named T forming a direct trihedron with the transverse axis Y and the radial axis R.
[0040] L’enveloppe pneumatique 10 de type tourisme et camionnette, de dimensionThe pneumatic envelope 10 of touring and pickup type, of dimension
205/55R16 91 V à titre d’exemple, comprend un sommet nommé S se poursuivant par deux flancs latéraux nommés F se terminant par des zones d’accrochage nommées B sur la jante de la roue 12. Cette enveloppe pneumatique de type lisse est en condition montée sur roue en tôle 12, de dimension 6.5J16 et d’écuanteur 20 millimètres. L’ensemble monté est gonflé à la pression nominale d’usage de 2.1 bars. Il est soumis à une charge nominale de 400 kilogrammes sur un sol plan et rigide. L’empreinte au sol de l’enveloppe pneumatique 10 définit une aire de contact. Cet aire de contact est inscrite dans un rectangle dont les côtés sont respectivement parallèles deux à deux à l’axe axial X et l’axe transversal Y. La dimension suivant la direction X définit la longueur de l’aire de contact nommée LadC. La dimension suivant la direction Y définit la largeur de cette aire de contact nommée ladc[0041] Les figures 2a, 2b 2c sont des vues en coupe méridienne d’une enveloppe pneumatique 10 montée sur une roue 12. On distingue sur chaque vue un exemple d’implantation non limitatif d’un dispositif électronique 20 dans un dispositif d’évaluation 1 de la déformation de l’enveloppe pneumatique.205 / 55R16 91 V by way of example, includes a top named S continuing with two lateral flanks named F ending in attachment zones called B on the rim of wheel 12. This pneumatic casing of smooth type is in condition mounted on a sheet metal wheel 12, size 6.5J16 and 20 millimeter skimmer. The assembled assembly is inflated to the nominal operating pressure of 2.1 bars. It is subjected to a nominal load of 400 kilograms on a level and rigid ground. The footprint of the pneumatic envelope 10 defines a contact area. This contact area is inscribed in a rectangle whose sides are respectively two by two parallel to the axial axis X and the transverse axis Y. The dimension in the direction X defines the length of the contact area named L a d C. The dimension in the direction Y defines the width of this contact area called l a dc [0041] Figures 2a, 2b 2c are views in meridian section of a pneumatic casing 10 mounted on a wheel 12. We distinguish on each view an example of nonlimiting implantation of an electronic device 20 in a device 1 for evaluating the deformation of the pneumatic envelope.
[0042] Sur la figure 2a, le dispositif électronique 20 comprend un capteur de flexion représenté par sa partie active 22, un module de contrôle 23 et une batterie 24 connectés galvaniquement entre eux à l’aide d’une carte électronique Une liaison filaire 30 entre le module de contrôle 23 et un dispositif externe situé en dehors de l’ensemble monté qui passe par un collecteur tournant. Cette liaison filaire 30 transmet les mesures en direct au dispositif externe. Dans cette configuration, le dispositif électronique 20 est enfoui à l’intérieur du sommet S de l’enveloppe pneumatique 10 où seules les connexionsIn Figure 2a, the electronic device 20 comprises a bending sensor represented by its active part 22, a control module 23 and a battery 24 galvanically connected to each other using an electronic card A wired connection 30 between the control module 23 and an external device located outside the mounted assembly which passes through a rotary collector. This wired link 30 transmits the measurements directly to the external device. In this configuration, the electronic device 20 is buried inside the apex S of the pneumatic casing 10 where only the connections
- 11 filaires 30 vers le dispositif externe sont situées en dehors de l’enveloppe pneumatique 10.- 11 cables 30 to the external device are located outside of the pneumatic envelope 10.
[0043] Sur la figure 2b, le dispositif électronique 20 comprend les mêmes éléments que sur la figure 2a. Cependant, un dispositif émetteur radiofréquence 26 est connecté galvaniquement au module de contrôle 23. Ainsi la transmission des données entre le dispositif électronique 20 et le dispositif externe se fait via une communication radiofréquence dans la gamme des UHF et tout particulièrement sur les fréquences d’émission libres suivantes 433 Mhz, 860 Mhz ou 920 Mhz. De plus, le dispositif électronique 20 comprend ici un capteur de mesure des paramètres de l’ensemble monté de type capteur de pression non représenté sur la figure 2b. Ce dernier est connecté galvaniquement au module de contrôle 23 via la carte électronique. Dans cette configuration, la partie active 22 du capteur de flexion est située à l’intérieur du bloc sommet S. Mais, la partie non active du capteur de flexion, le module de contrôle 23, la batterie 24, le capteur de mesure des paramètres de l’ensemble monté et le dispositif émetteur radiofréquence 26 sont fixés sur la surface intérieure du sommet S. Ainsi la partie active 21 est protégée à l’intérieur de l’enveloppe pneumatique 10 tandis que les autres composants peuvent être facilement échangés au cours de la durée de vie du dispositif d’évaluation 1.In Figure 2b, the electronic device 20 includes the same elements as in Figure 2a. However, a radiofrequency transmitter device 26 is galvanically connected to the control module 23. Thus the data transmission between the electronic device 20 and the external device is done via radiofrequency communication in the UHF range and very particularly on the transmission frequencies. following free 433 Mhz, 860 Mhz or 920 Mhz. In addition, the electronic device 20 here comprises a sensor for measuring the parameters of the assembled assembly of the pressure sensor type not shown in FIG. 2b. The latter is galvanically connected to the control module 23 via the electronic card. In this configuration, the active part 22 of the bending sensor is located inside the crown block S. But, the non-active part of the bending sensor, the control module 23, the battery 24, the parameter measurement sensor of the mounted assembly and the radiofrequency transmitter device 26 are fixed on the inner surface of the crown S. Thus the active part 21 is protected inside the pneumatic casing 10 while the other components can be easily exchanged during the lifespan of the evaluation device 1.
[0044] Dans la figure 2c, le dispositif électronique 20 ne comprend pas de capteur de mesure des paramètres de l’ensemble monté connecté galvaniquement au module de contrôle. En revanche, l’ensemble monté est équipé d’un dispositif sécuritaire de type TMS ou TPMS ayant ce type de capteur 28. Et, le dispositif électronique 20 comprend un dispositif récepteur radiofréquence 27. Le module de réception radiofréquence 27 est alors adapté pour écouter les signaux émis par le dispositif sécuritaire afin de récupérer l’information sur les paramètres de l’ensemble monté issus du capteur 28. Le dispositif électronique 20 transmet alors par voie radiofréquence les informations du capteur de flexion et du capteur de mesure des paramètres de l’ensemble monté 28 vers un dispositif externe à l’ensemble monté.In Figure 2c, the electronic device 20 does not include a sensor for measuring the parameters of the assembled assembly galvanically connected to the control module. On the other hand, the assembled assembly is equipped with a TMS or TPMS type safety device having this type of sensor 28. And, the electronic device 20 comprises a radio frequency receiver device 27. The radio frequency reception module 27 is then adapted to listen the signals emitted by the safety device in order to recover the information on the parameters of the mounted assembly from the sensor 28. The electronic device 20 then transmits by radio frequency the information from the bending sensor and from the sensor for measuring the parameters of the mounted assembly 28 to a device external to the assembled assembly.
[0045] Dans une autre configuration, non représentée ici, le dispositif électronique 20 comprend l’ensemble des éléments du dispositif électronique 20 de la figure 2b. De plus, un module de réception radiofréquence 27 est connecté galvaniquament au moduleIn another configuration, not shown here, the electronic device 20 includes all of the elements of the electronic device 20 of Figure 2b. In addition, a radio frequency reception module 27 is galvanically connected to the module.
- 12de contrôle 23. Ainsi, le module récepteur radiofréquence 27 a pour rôle dans cette configuration d’activer le dispositif électronique 20 sur un ordre émanant du conducteur ou du véhicule transmis par radiocommunication sur la fréquence de 125 kHz. En l’absence de cet ordre, le dispositif électronique 20 est en veille permettant d’économiser la batterie 24. Lorsque le dispositif électronique 20 est activé, il lance l’acquisition des données sur une période de temps pré déterminée correspondant à plusieurs tours de roue.- 12 of control 23. Thus, the radio receiver module 27 has the role in this configuration of activating the electronic device 20 on an order from the driver or the vehicle transmitted by radiocommunication on the frequency of 125 kHz. In the absence of this order, the electronic device 20 is on standby allowing the battery 24 to be saved. When the electronic device 20 is activated, it starts acquiring the data over a predetermined period of time corresponding to several turns of wheel.
[0046] Dans l’ensemble des figures 2a, 2b et 2c, on notera que la partie active 22 du capteur de flexion couvre des secteurs angulaires aa, ab et ac qui représentent respectivement 20%, 50% et 10% de la longueur LadC de l’aire de contact délimitée par le secteur angulaire β. On remarquera que les autres composants du dispositif électronique 20 ne sont pas nécessairement situés au droit de la partie active 22 du capteur de flexion. En effet ils sont positionnés dans un secteur angulaire dans le repère tournant situés en retard par rapport au sens d’avancement de l’enveloppe pneumatiqueIn all of Figures 2a, 2b and 2c, it will be noted that the active part 22 of the bending sensor covers angular sectors a a , ab and a c which respectively represent 20%, 50% and 10% of the length L a d C of the contact area delimited by the angular sector β. It will be noted that the other components of the electronic device 20 are not necessarily located in line with the active part 22 of the bending sensor. In fact, they are positioned in an angular sector in the rotary reference located behind the direction of advancement of the pneumatic envelope.
10. Ainsi ces composants modifient peu la rigidité radiale de l’enveloppe pneumatique au droit de la partie active 22 du capteur de flexion.10. Thus, these components do little to modify the radial rigidity of the pneumatic casing in line with the active part 22 of the bending sensor.
[0047] Les figures 3a, 3b et 3c présentent diverses implantations transversales non limitatives du dispositif électronique 20 dans un dispositif d’évaluation 1 de la déformation de l’enveloppe pneumatique. Dans ces figures, le dispositif électronique 20 du dispositif d’évaluation 1 est positionné en dehors de la structure de l’enveloppe penumatique 10 et radialement intérieurement à l’enveloppe pneumatique 10 montée sur une roue 12 et présentant un axe de rotation 11 et plan médian 13. La bande de roulement 14 du sommet S de l’enveloppe pneumatique 10 définissant en condition nominale d’usage une aire de contact caractérisée en autre par la largeur ladC.Figures 3a, 3b and 3c show various non-limiting transverse layouts of the electronic device 20 in an evaluation device 1 for the deformation of the pneumatic envelope. In these figures, the electronic device 20 of the evaluation device 1 is positioned outside the structure of the penumatic envelope 10 and radially inside the pneumatic envelope 10 mounted on a wheel 12 and having an axis of rotation 11 and plane median 13. The tread 14 of the apex S of the pneumatic casing 10 defining in nominal use condition a contact area further characterized by the width l a d C.
[0048] La figure 3a présente un dispositif d’évaluation 1 dans le cas d’une enveloppe pneumatique 10 ne présentant pas de creux ou d’éléments en saillie sur la bande de roulement 14 du sommet S, l’enveloppe pneumatique 10 est lisse. Dans ce cas précis, la partie active du capteur de flexion 21 du dispositif électronique 20 est centrée transversalement par rapport à la largeur du sommet S bien qu’un décalage transversale serait possible sans modifier fortement la réponse du capteur de flexion 21. De plus, la largeur de la partie active du capteur 21 représente 60% de la dimension de la largeurFigure 3a shows an evaluation device 1 in the case of a pneumatic casing 10 having no recesses or projecting elements on the tread 14 of the crown S, the pneumatic casing 10 is smooth . In this specific case, the active part of the bending sensor 21 of the electronic device 20 is centered transversely relative to the width of the vertex S although a transverse shift would be possible without greatly modifying the response of the bending sensor 21. In addition, the width of the active part of the sensor 21 represents 60% of the width dimension
- 13 ladc de l’aire de contact permettant de moyenner la réponse de l’enveloppe pneumatique 10.- 13 ladc of the contact area allowing the response of the pneumatic envelope 10 to be averaged.
[0049] La figure 3b présente une enveloppe pneumatique 10 de type nervurée présentant 3 sillons 16a, 16b et 16c circonférentielles équidistants des uns des autres.Figure 3b shows a pneumatic envelope 10 of the ribbed type having 3 grooves 16a, 16b and 16c circumferential equidistant from each other.
Le sillon central 16b est centré sur la largeur du sommet S. Dans ce cas, la partie active 22 des capteurs de flexion se situe au droit d’une nervure circonférentielle qui est une zone homogène en matière de rigidité radiale. La largeur de la nervure étant faible, le dispositif électronique 20 comprend ici deux capteurs de flexion linéiques, c’est à-dire étroit transversalement, situés au droit des nervures centrales. La zone de mesure du dispositif électronique 20 s’étend transversalement sur 40% de la largeur ladC de l’aire de contact par l’intermédiaire de deux zones de mesures s’étendant individuellement sur 10% de la dimension ladC. Dans ce cas précis, les autres composants du dispositif électronique 20 sont situés entre les parties actives 22 de chaque capteur de flexion. C’est en effet une zone ayant peu d’intérêt pour la mesure puisqu’elle ne subit pas directement la rigidité du sol sur lequel l’ensemble monté roule.The central groove 16b is centered on the width of the apex S. In this case, the active part 22 of the bending sensors is located in line with a circumferential rib which is a homogeneous zone in terms of radial rigidity. The width of the rib being small, the electronic device 20 here comprises two linear bending sensors, that is to say narrow transversely, located in line with the central ribs. The measurement zone of the electronic device 20 extends transversely over 40% of the width l a d C of the contact area by means of two measurement zones extending individually over 10% of the dimension l a d C. In this specific case, the other components of the electronic device 20 are located between the active parts 22 of each bending sensor. It is indeed an area having little interest for the measurement since it does not directly undergo the rigidity of the ground on which the assembled assembly rolls.
[0050] La figure 3c est une configuration où la bande de roulement 14 du sommet S de l’enveloppe pneumatique 10 présente de larges sculptures représentant chacune environ 30% de la dimension ladC en forme de banane partant du centre de la largeur ladC du sommet S et s’étendant transversalement selon une direction de 45 degrés par rapport à l’axe X. L’association d’une sculpture de type banane s’éloignant dans le sens transversal positif et d’une autre s’éloignant dans le sens transversal négatif forme un chevron. L’enveloppe pneumatique comprend ici 20 chevrons équitablement répartis au tour de roue. La partie active 22 du capteur de flexion est positionnée au droit d’une de ces sculptures sur une largeur de 15% de la dimension ladC. De plus la position transversale de ce capteur de flexion est centrée par rapport à la dimension transversale de la sculpture banane. Dans cette coupe radiale, la zone grise représente la partie transversalement extérieure de la sculpture banane.Figure 3c is a configuration where the tread 14 of the top S of the pneumatic casing 10 has large sculptures each representing approximately 30% of the dimension l a d C in the form of a banana starting from the center of the width l a d C of the vertex S and extending transversely in a direction of 45 degrees relative to the axis X. The association of a banana-type sculpture moving away in the positive transverse direction and another s moving away in the negative transverse direction forms a chevron. The pneumatic envelope here comprises 20 chevrons equitably distributed around the wheel. The active part 22 of the bending sensor is positioned in line with one of these sculptures over a width of 15% of the dimension l a d C. In addition, the transverse position of this bending sensor is centered relative to the transverse dimension of the banana sculpture. In this radial section, the gray area represents the transversely outer part of the banana sculpture.
[0051] Ainsi dans les figures 3a, 3b et 3c, la partie active 22 du capteur de flexion se trouve positionnée au droit d’une zone homogène en matière de rigidité radiale de l’enveloppe pneumatique 10.Thus in FIGS. 3a, 3b and 3c, the active part 22 of the bending sensor is positioned in line with a homogeneous zone in terms of radial rigidity of the tire 10.
- 14[0052] La figure 4 est une vue en perspective d’un dispositif électronique 20 comprenant un capteur de flexion de type piézoélectrique 21 apte à être installé sur la surface interne d’une enveloppe pneumatique. Ce dispositif électronique 20 comprend un patch de retenue 114 en matière élastomère ayant comme première fonctionnalité de retenir le capteur de flexion piézoélectrique 21. L’autre fonctionnalité de ce patch 114 est de fixer le dispositif électronique 20 sur la surface interne d’une enveloppe pneumatique Pour ce faire, le patch présente une surface fermée inférieure 114a’ de connexion avec l’enveloppe pneumatique. Des moyens d’adhésion chimiques bien connus de l’homme du métier sont alors employés pour fixer cette surface 114a’ avec l’enveloppe pneumatique. Ces moyens sont chimiquement compatibles avec les élastomères à la fois de l’enveloppe pneumatique et du patch 114.FIG. 4 is a perspective view of an electronic device 20 comprising a piezoelectric type bending sensor 21 able to be installed on the internal surface of a pneumatic envelope. This electronic device 20 comprises a retaining patch 114 made of elastomeric material having as a first functionality to retain the piezoelectric bending sensor 21. The other functionality of this patch 114 is to fix the electronic device 20 on the internal surface of a pneumatic envelope To do this, the patch has a lower closed surface 114a ′ for connection with the pneumatic envelope. Chemical adhesion means well known to those skilled in the art are then used to fix this surface 114a ’with the pneumatic envelope. These means are chemically compatible with the elastomers of both the pneumatic envelope and the patch 114.
[0053] La surface supérieure 114a” du patch de retenue 114 présente une structure annulaire effilée 114a en se rapprochant des extrémités du patch 114 et une structure annulaire bombée 114b en connexion avec la structure effilée 114a vers le centre du patch 114. Cette structure bombée 114b forme avec la surface inférieure 114a’ une fente apte à accueillir et retenir le capteur de flexion 21 par l’intermédiaire d’une pièce intermédiaire 112.The upper surface 114a ”of the retaining patch 114 has a tapered annular structure 114a approaching the ends of the patch 114 and a curved annular structure 114b in connection with the tapered structure 114a towards the center of the patch 114. This curved structure 114b forms with the lower surface 114a ′ a slot capable of receiving and retaining the bending sensor 21 by means of an intermediate piece 112.
[0054] L’élément piézoélectrique 21 est ici intégré à la pièce intermédiaire 112 à ses extrémités. L’élément intermédiaire 112 est lui rigidement solidaire du patch 114 La partie active de l’élément piézoélectrique 21 délivre un signal électrique qui peut être analysé et qui est proportionnel à la flexion du patch 114. Un circuit imprimé 120 comprenant divers composants sur sa face supérieure 120b tels qu’un module de contrôle, un capteur de mesure de la pression, est monté sur la pièce intermédiaire 112. Le circuit imprimé 120 comprend en autre un socle 40 apte à accueillir une batterie rechargeable. La recharge de cette batterie est réalisée à l’aide d’un second élément piézoélectrique non représenté sur cette figure.The piezoelectric element 21 is here integrated into the intermediate piece 112 at its ends. The intermediate element 112 is rigidly secured to the patch 114. The active part of the piezoelectric element 21 delivers an electrical signal which can be analyzed and which is proportional to the flexion of the patch 114. A printed circuit 120 comprising various components on its face upper 120b such as a control module, a pressure measurement sensor, is mounted on the intermediate piece 112. The printed circuit 120 further includes a base 40 capable of accommodating a rechargeable battery. The recharging of this battery is carried out using a second piezoelectric element not shown in this figure.
[0055] L’élément piézoélectrique 21 est constitué d’une structure sandwich comprenant une couche piézoélectrique entre deux couches conductrices. La matériau de la couche piézoélectrique comprend au moins un élément du groupe comprenant berlinite, quartz, topaz, ivoire, gallium, titanate, titanate de zirconate, niobate de potassium, niobate de lithium, niobate de sodium, tantalite de lithium et fluoride deThe piezoelectric element 21 consists of a sandwich structure comprising a piezoelectric layer between two conductive layers. The material of the piezoelectric layer comprises at least one element from the group comprising berlinite, quartz, topaz, ivory, gallium, titanate, zirconate titanate, potassium niobate, lithium niobate, sodium niobate, lithium tantalite and fluoride of
- 15 polyvinylidiène ( PVDF). Les couches conductrices sont constituées par des matériaux conducteurs de type cuivre, or, argent aluminium ou équivalent.- 15 polyvinylidiene (PVDF). The conductive layers are made of conductive materials such as copper, gold, aluminum silver or equivalent.
[0056] Bien entendu d’autres types de capteur de flexion peuvent être employés en particulier des capteurs résitifs dont l’impédance est proportionnelle à la flexion de la partie active du capteur. Ce type de capteurs ont des longueurs de partie active différentes et des sensibilités évoluant selon la dimension. Des capteurs de la marque Spectrasymbol dont les références sont FS-L-0095-103-ST ou FS-L-0055-253-ST sont tout à fait adaptés à ce type de dispositif.Of course, other types of bending sensor can be used, in particular resistive sensors, the impedance of which is proportional to the bending of the active part of the sensor. This type of sensors have different active part lengths and sensitivities varying according to the dimension. Sensors from the Spectrasymbol brand whose references are FS-L-0095-103-ST or FS-L-0055-253-ST are entirely suitable for this type of device.
[0057] La figure 5 comporte les réponses de capteurs de flexion de type piézoélectrique lorsque ceux-ci sont installés sur une enveloppe pneumatique de marque Michelin Multibib en dimension 650/60 R38 lors de roulage sur un tracteur Fendt Turbomatik Favorit 614 LSA. Cette enveloppe pneumatique présente deux séries de barrettes positionnées sur les parties latérales de la bande de roulement en décalage angulaire l’une par rapport à l’autre. En effet, chaque barrette part du centre du sommet et s’étend dans une direction de 30 degrés vers l’extérieur.Figure 5 includes the responses of piezoelectric type bending sensors when these are installed on a pneumatic casing of Michelin Multibib brand in size 650/60 R38 when driving on a Fendt Turbomatik Favorit 614 LSA tractor. This pneumatic casing has two series of bars positioned on the lateral parts of the tread at an angular offset from one another. Indeed, each bar starts from the center of the top and extends in a direction of 30 degrees outwards.
[0058] Un premier capteur de flexion est positionné sur la gomme intérieure de l’enveloppe pneumatique en ayant la partie active du capteur fixée au droit d’une barrette. Afin d’optimiser la réponse du signal, ce capteur de flexion est situé le plus au centre possible de la bande de roulement. Un second capteur de flexion est positionné au droit d’une zone inter barrette. Ce capteur est aussi centré au mieux par rapport à la largeur du sommet.A first bending sensor is positioned on the inner rubber of the tire, having the active part of the sensor fixed to the right of a bar. In order to optimize the signal response, this bending sensor is located as centrally as possible in the tread. A second bending sensor is positioned to the right of an inter-bar area. This sensor is also centered at best relative to the width of the vertex.
[0059] Ces dispositifs d’évaluation de la déformation de l'enveloppe pneumatique vont rouler sur deux sols de rigidité différente. Le premier sol est une route bituminée de rigidité élevée. Le second sol est un champ agricole sans culture et sans labourage depuis quelques temps. Ainsi la déformation subie par l’enveloppe pneumatique entre les deux zones est différente, et on attend que le capteur de flexion puisse restituer ces phénomènes.These devices for evaluating the deformation of the pneumatic envelope will roll on two floors of different rigidity. The first soil is a bituminous road of high rigidity. The second soil is an agricultural field without cultivation and without plowing for some time. Thus the deformation undergone by the pneumatic envelope between the two zones is different, and it is expected that the bending sensor can restore these phenomena.
[0060] L’ensemble monté est gonflé à la pression de 1,6 bar et le tracteur roule à une vitesse constante de 10 km/h aussi bien sur la route que dans le champ.The assembled assembly is inflated to a pressure of 1.6 bar and the tractor travels at a constant speed of 10 km / h both on the road and in the field.
- 16[0061] Les courbes 201 et 203 en gras représentent la réponse du premier capteur de flexion dont la partie active se trouve au droit d’une barrette de la bande de roulement. Les courbes 202 et 204 en trait fin sont les réponses du second capteur de flexion situé dans la zone inter barrette. Les courbes 201 et 202 en trait continu correspondent au roulage sur la route, tandis que les courbes 203 et 204 en pointillé correspondent au roulage dans le champ.- 16 The curves 201 and 203 in bold represent the response of the first bending sensor, the active part of which is located in line with a bar of the tread. Curves 202 and 204 in thin lines are the responses of the second bending sensor located in the inter-bar area. Curves 201 and 202 in solid lines correspond to driving on the road, while curves 203 and 204 in dotted lines correspond to driving in the field.
[0062] Les signaux observés sont la moyenne sur 10 tours de roue des sorties brutes du capteur de flexion en volts sur un tour de roue complet, c’est donc un mesure indirecte de la flexion du capteur puisque la réponse observée du capteur piézoélectrique est ici une tension, proportionelle à la variation de flexion et non directement la flexion absolue du capteur. L’origine des angles est située suivant la direction verticale, selon les Z positifs dans le repère fixe. La forte évolution située aux alentours de 180 degrés correspond à la réponse du capteur dans l’aire de contact.The signals observed are the average over 10 revolutions of the wheel of the gross outputs of the bending sensor in volts over a complete revolution of the wheel, it is therefore an indirect measurement of the bending of the sensor since the observed response of the piezoelectric sensor is here a tension, proportional to the variation in bending and not directly the absolute bending of the sensor. The origin of the angles is located in the vertical direction, according to the positive Z in the fixed coordinate system. The strong evolution located around 180 degrees corresponds to the response of the sensor in the contact area.
[0063] On observe assez nettement que la réponse du premier capteur de flexion est correcte par rapport à ce que l’on attend. On visualise en outre une forte évolution de sa réponse qui est proportionnelle à la rigidité du sol et donc à la déformation de l’enveloppe pneumatique. En revanche, la réponse du second capteur n’est pas suffisamment discriminante. Tout d’abord l’amplitude de la réponse du second capteur de flexion est nettement plus faible que celle du premier capteur. De plus, la réponse du second capteur est quasi similaire et ce quelle que soit la nature du sol. De ce fait, il s’avère bien que le positionnement du capteur au droit d’un élément de sculpture en contact avec le sol soit préférable pour un fonctionnement optimal du dispositif d’évaluation de la déformation de l’enveloppe pneumatique. Cependant, les deux capteurs donnent des informations fiables concernant la géométrie de l’aire de contact qui est aussi un critère important et essentiel dans l’évaluation de la déformation de l’enveloppe pneumatique.It is quite clearly observed that the response of the first bending sensor is correct compared to what is expected. We can also see a strong evolution of its response which is proportional to the rigidity of the soil and therefore to the deformation of the tire. However, the response of the second sensor is not sufficiently discriminating. First of all, the amplitude of the response of the second bending sensor is much lower than that of the first sensor. In addition, the response of the second sensor is almost similar, regardless of the nature of the soil. Therefore, it turns out that the positioning of the sensor in line with a tread element in contact with the ground is preferable for optimal operation of the device for evaluating the deformation of the pneumatic casing. However, the two sensors give reliable information concerning the geometry of the contact area which is also an important and essential criterion in the evaluation of the deformation of the tire.
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